JPH0585275B2 - - Google Patents
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- JPH0585275B2 JPH0585275B2 JP63141187A JP14118788A JPH0585275B2 JP H0585275 B2 JPH0585275 B2 JP H0585275B2 JP 63141187 A JP63141187 A JP 63141187A JP 14118788 A JP14118788 A JP 14118788A JP H0585275 B2 JPH0585275 B2 JP H0585275B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- open pipe
- pipe
- energy beam
- welding
- electric resistance
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電気抵抗による加熱と共に、エネル
ギービームによる加熱を併用する電縫管の製造方
法に関する。 〔従来の技術〕 オープンパイプの両側端部の接合部を溶接して
製造する溶接管の製造方法の一つに電縫溶接法が
ある。 電縫溶接法は、一般に数十〜数百ＫHzの高周波
電流を用いて、電磁誘導又は直接通電方式により
溶接部の金属を加熱溶融させて溶接する方法であ
り、溶接管の製造方法中最も効率的な方法である
ため、小径の金属管を主に汎用されている。 しかし、電縫溶接法には、溶接部に微小な欠陥
が発生するという問題があるため、高級を旨とす
る金属管の製造には適さない等の欠点が指摘され
ている。この微小欠陥は、接合点における過大な
電磁力が原因しているものと考えられる。すなわ
ち、接合点で溶融金属に大きな電磁力が作用して
溶融金属が局部的に接合点から排出され接合点及
びその近傍の形状が変化して、溶融が不均一とな
り、その結果スクイズロールにてアツプセツトを
付加された時に凝固が不均一となる。このアツプ
セツト付加時の衝合部の凝固の不均一性が微小欠
陥の原因となつているものと考えられる。 以上の如き電縫溶接法における問題点を解消
し、高品質の溶接管を得るべく、加熱源として高
周波電流と共にエネルギービームを併用する溶接
法が提案されている（特開昭56−168981、特開昭
59−202187号公報）。これらの溶接法は、オープ
ンパイプの相対向する両側端部を、該両側端部の
接合点の温度が溶融温度又はその近傍の温度にな
るようにジユール熱を発生させて加熱し、次いで
接合点が衝合溶接される溶接点に至る迄の間に溶
接点の温度が溶融温度になるようにエネルギービ
ームを接合点に投射する方法である。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記した公報記載の改良技術は、電縫溶接法に
おける微小欠陥をある程度少なくすることは事実
であるが、未だ充分にその発生を抑止するには至
つていない。これは、加熱用の高周波電流により
生成される磁界による電磁力が接合点において微
弱ながら作用して接合点に発生した溶融金属を排
出し、このため溶融池が安定して保持されないか
らである。 本発明は以上の事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは、従来、問題とされ
ていた微小欠陥の発生を充分に抑止し得る電縫管
製造方法を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明は移送され
るオープンパイプの相対向する両側端部を、高周
波電流にて加熱し、続いてエネルギービームにて
さらに加熱するエネルギービーム併用電縫管の製
造方法において、インピーダをそのオープンパイ
プ移送方向下流側端部が前記両側端部が接合する
接合点から前記オープンパイプの外径Ｄ以上の距
離ｌだけオープンパイプ移送方向上流側に位置す
るように前記オープンパイプの移送方向に向けて
配し、前記オープンパイプを接合することを特徴
とする。 〔作用〕 上記の如き本発明において、先ずオープンパイ
プの相対向する両側端部を高周波電流にて予熱
し、次いでエネルギービームを接合点に投射する
と、インピーダの前記下流側端部が接合点からオ
ープンパイプの外径Ｄ以上の距離ｌだけ上流側に
位置せしめられているため、形成された溶融池の
溶融金属が排出されることなく溶接され、溶接欠
陥の発生が殆ど見られない電縫管が製造される。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。第１図は本発明に係る電縫管の製造方法（以
下、「本発明方法」という）を示す模式図、第２
図はオープンパイプOPの両側端部の相互の位置
関係を示す説明図であり、図において、OPはオ
ープンパイプであつて、該オープンパイプOPは
スケルプを成形ロール群（図においては最終段の
フインパスロールFRのみを示す）に通して断面
Ｕ形から両側端部Ｅ，Ｅが相対向する断面Ｏ形に
迄曲成してなり、曲成後のスケルプ幅寸法を外周
長とする外形Ｄを有する。このオープンパイプ
OPはフインパスロールFRを通過した後、下流に
配されたスクイズロールSR側に向かうに従つて
両側端部Ｅ，Ｅが相互に漸近せしめられ、接合点
O1とスクイズロールSRの圧下位置に対応する点
（以下「圧下点」という）O3との間における溶接
点O2にて衝合溶接され、管Ｐの状態で圧下され
つつスクイズロールSRを経て仕上げ工程に向け
白抜き矢符方向に移送されてゆく。この間、オー
プンパイプOPはフインパスロールFRよりも下流
側であつて、且つ接合点O1よりも上流側の位置
にて両側端部Ｅ，Ｅを加熱するためにコイルＷ内
をコイル軸方向に通され、また、コイルＷよりも
下流側であつて、且つ接合点O1よりも上流側に
ｌだけ離隔した位置には、コイルＷによるオープ
ンパイプOPの加熱効率を向上させるためにイン
ピーダIPがその下流側端部、つまり先端を一致
せしめて上流側へ延在するように配されている。
但し、前記離隔寸法ｌはオープンパイプOPの管
径Ｄより小さくない値である。また、エネルギー
ビーム発進源（図示せず）が接合点O1及びその
近傍にエネルギービームを投射するためにオープ
ンパイプOPの移送路に臨んで配されている。 ここで、コイルＷは両側端部Ｅ，Ｅを加熱する
ためのものであつて、そのコイル端子は図示して
いない数十〜数百ｋHzの高周波電源に接続されて
おり、表皮効果及び近接効果により両側端部Ｅ，
Ｅに高周波電流が誘起せしめられるようにしてあ
る。両側端部Ｅ，Ｅに誘起された高周波電流は接
合点O1を介して両側端部Ｅ，Ｅ間に通流され、
これにて両側端部Ｅ，Ｅが加熱される。ここにお
いて、高周波電源及びコイルＷは接合点O1にお
いて両側端部Ｅ，Ｅをその溶融温度又はその近傍
の温度に迄加熱し得るように電気的、配置的設計
が施されている。而して、両側端部Ｅ，Ｅの接合
は、両側端部が溶融温度又はその近傍の温度であ
つて、固体の状態又は溶融されてはいるが電磁力
等の外力を受けても未だ流動しない程度の溶融状
態下で行われることになる。 一方、エネルギービームは、その投射方向を接
合点及びその近傍に向けられている。ここにおい
てエネルギービームの投射量は溶接点O2におい
て両側端部Ｅ，Ｅを溶融温度以上の温度であつ
て、衝合溶接するに充分な溶融温度に迄加熱昇温
し得るように設計されている。而して、オープン
パイプOPの衝合溶接は、溶接点O2における両側
端部Ｅ，Ｅ間の溶融金属の殆どが、スクイズロー
ルSRにより圧下されて外側に排出された状態下
で行われることになる。 斯様にしてオープンパイプOPは、管Ｐに成形
されていくのである。 第３図は上記の如き装置において、オープンパ
イプOPを静止させて加熱した場合の側端部近傍
の外表面部の温度分布を表したものであり、横軸
にオープンパイプの管軸方向位置を、また縦軸に
加熱後５秒経過した後の温度をとつている。ここ
で、Ａ曲線（図中細線で示す曲線）は従来行われ
ていた接合点からインピーダIPの先端までの離
隔寸法ｌが零の場合の温度分布であり、Ｂ曲線
（図中太線で示す曲線）は本発明に係るｌ≧Ｄ（＝
34mm）を最小限に充たすｌ＝34mmの場合の温度分
布である。図において、オープンパイプOPの両
側端部Ｅ，Ｅの近傍の外表面部の温度が高い程、
加熱用として配したコイルＷに通電した高周波電
流によるその外表面部の磁界が強いことを意味
し、従つて、誘起される電流及び電流密度も大き
いことを意味する。このことより、図において電
流密度が小さい程、その部分に作用する電磁力は
小さく、また該電磁力による溶融金属の排出もま
た小さいと考えることができる。図より明らかな
ように本発明に係るｌ＝34mmの場合にあつては、
接合点における温度が低く、従つて電磁力による
溶融金属の排出が小さいのに対して、ｌ＝０mmす
なわちインピーダIPをその先端が接合点に一致
するように位置させて配した場合は接合点におけ
る温度が高く、従つて電磁力による溶融金属の排
出が大きいと言える。 第１表は、被接合材、製管速度、レーザ出力、
高周波出力、インピーダ位置(l)を種々変えた場合
の溶接欠陥の発生状況の測定結果を示している。
なお、測定に用いたレーザはマルチモードの炭酸
ガスレーザである。比較例No.１〜５はコイルＷに
て融点近傍まで予熱した後、エネルギービームを
投射した場合であり、ｌ＜Ｄである。これらの場
合は、溶接欠陥は充分には抑止されていない。比
較例No.６は高周波出力を高め、接合点以前で溶融
させた場合であり、溶鋼変動に起因すると考えら
れる欠陥が発生している。比較例No.７〜９はエネ
ルギービームを併用しない電縫溶接の場合であ
り、ｌ＝Ｄの比較例No.７では全長に亘たり冷接欠
陥（表中×印で示す）が現れており、ｌ＝０の比
較例No.８及び９では、比較的多数のペネトレータ
が発生している。 これに対して本発明の実施例である実施例No.１
〜５にあつては、溶接欠陥が完全に抑止されてい
る。 なお、実施例No.４及び５、比較例No.９では溶融
金属の酸化防止を図るために窒素ガスによるシー
ルドを行つた。
ギービームによる加熱を併用する電縫管の製造方
法に関する。 〔従来の技術〕 オープンパイプの両側端部の接合部を溶接して
製造する溶接管の製造方法の一つに電縫溶接法が
ある。 電縫溶接法は、一般に数十〜数百ＫHzの高周波
電流を用いて、電磁誘導又は直接通電方式により
溶接部の金属を加熱溶融させて溶接する方法であ
り、溶接管の製造方法中最も効率的な方法である
ため、小径の金属管を主に汎用されている。 しかし、電縫溶接法には、溶接部に微小な欠陥
が発生するという問題があるため、高級を旨とす
る金属管の製造には適さない等の欠点が指摘され
ている。この微小欠陥は、接合点における過大な
電磁力が原因しているものと考えられる。すなわ
ち、接合点で溶融金属に大きな電磁力が作用して
溶融金属が局部的に接合点から排出され接合点及
びその近傍の形状が変化して、溶融が不均一とな
り、その結果スクイズロールにてアツプセツトを
付加された時に凝固が不均一となる。このアツプ
セツト付加時の衝合部の凝固の不均一性が微小欠
陥の原因となつているものと考えられる。 以上の如き電縫溶接法における問題点を解消
し、高品質の溶接管を得るべく、加熱源として高
周波電流と共にエネルギービームを併用する溶接
法が提案されている（特開昭56−168981、特開昭
59−202187号公報）。これらの溶接法は、オープ
ンパイプの相対向する両側端部を、該両側端部の
接合点の温度が溶融温度又はその近傍の温度にな
るようにジユール熱を発生させて加熱し、次いで
接合点が衝合溶接される溶接点に至る迄の間に溶
接点の温度が溶融温度になるようにエネルギービ
ームを接合点に投射する方法である。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記した公報記載の改良技術は、電縫溶接法に
おける微小欠陥をある程度少なくすることは事実
であるが、未だ充分にその発生を抑止するには至
つていない。これは、加熱用の高周波電流により
生成される磁界による電磁力が接合点において微
弱ながら作用して接合点に発生した溶融金属を排
出し、このため溶融池が安定して保持されないか
らである。 本発明は以上の事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは、従来、問題とされ
ていた微小欠陥の発生を充分に抑止し得る電縫管
製造方法を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明は移送され
るオープンパイプの相対向する両側端部を、高周
波電流にて加熱し、続いてエネルギービームにて
さらに加熱するエネルギービーム併用電縫管の製
造方法において、インピーダをそのオープンパイ
プ移送方向下流側端部が前記両側端部が接合する
接合点から前記オープンパイプの外径Ｄ以上の距
離ｌだけオープンパイプ移送方向上流側に位置す
るように前記オープンパイプの移送方向に向けて
配し、前記オープンパイプを接合することを特徴
とする。 〔作用〕 上記の如き本発明において、先ずオープンパイ
プの相対向する両側端部を高周波電流にて予熱
し、次いでエネルギービームを接合点に投射する
と、インピーダの前記下流側端部が接合点からオ
ープンパイプの外径Ｄ以上の距離ｌだけ上流側に
位置せしめられているため、形成された溶融池の
溶融金属が排出されることなく溶接され、溶接欠
陥の発生が殆ど見られない電縫管が製造される。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。第１図は本発明に係る電縫管の製造方法（以
下、「本発明方法」という）を示す模式図、第２
図はオープンパイプOPの両側端部の相互の位置
関係を示す説明図であり、図において、OPはオ
ープンパイプであつて、該オープンパイプOPは
スケルプを成形ロール群（図においては最終段の
フインパスロールFRのみを示す）に通して断面
Ｕ形から両側端部Ｅ，Ｅが相対向する断面Ｏ形に
迄曲成してなり、曲成後のスケルプ幅寸法を外周
長とする外形Ｄを有する。このオープンパイプ
OPはフインパスロールFRを通過した後、下流に
配されたスクイズロールSR側に向かうに従つて
両側端部Ｅ，Ｅが相互に漸近せしめられ、接合点
O1とスクイズロールSRの圧下位置に対応する点
（以下「圧下点」という）O3との間における溶接
点O2にて衝合溶接され、管Ｐの状態で圧下され
つつスクイズロールSRを経て仕上げ工程に向け
白抜き矢符方向に移送されてゆく。この間、オー
プンパイプOPはフインパスロールFRよりも下流
側であつて、且つ接合点O1よりも上流側の位置
にて両側端部Ｅ，Ｅを加熱するためにコイルＷ内
をコイル軸方向に通され、また、コイルＷよりも
下流側であつて、且つ接合点O1よりも上流側に
ｌだけ離隔した位置には、コイルＷによるオープ
ンパイプOPの加熱効率を向上させるためにイン
ピーダIPがその下流側端部、つまり先端を一致
せしめて上流側へ延在するように配されている。
但し、前記離隔寸法ｌはオープンパイプOPの管
径Ｄより小さくない値である。また、エネルギー
ビーム発進源（図示せず）が接合点O1及びその
近傍にエネルギービームを投射するためにオープ
ンパイプOPの移送路に臨んで配されている。 ここで、コイルＷは両側端部Ｅ，Ｅを加熱する
ためのものであつて、そのコイル端子は図示して
いない数十〜数百ｋHzの高周波電源に接続されて
おり、表皮効果及び近接効果により両側端部Ｅ，
Ｅに高周波電流が誘起せしめられるようにしてあ
る。両側端部Ｅ，Ｅに誘起された高周波電流は接
合点O1を介して両側端部Ｅ，Ｅ間に通流され、
これにて両側端部Ｅ，Ｅが加熱される。ここにお
いて、高周波電源及びコイルＷは接合点O1にお
いて両側端部Ｅ，Ｅをその溶融温度又はその近傍
の温度に迄加熱し得るように電気的、配置的設計
が施されている。而して、両側端部Ｅ，Ｅの接合
は、両側端部が溶融温度又はその近傍の温度であ
つて、固体の状態又は溶融されてはいるが電磁力
等の外力を受けても未だ流動しない程度の溶融状
態下で行われることになる。 一方、エネルギービームは、その投射方向を接
合点及びその近傍に向けられている。ここにおい
てエネルギービームの投射量は溶接点O2におい
て両側端部Ｅ，Ｅを溶融温度以上の温度であつ
て、衝合溶接するに充分な溶融温度に迄加熱昇温
し得るように設計されている。而して、オープン
パイプOPの衝合溶接は、溶接点O2における両側
端部Ｅ，Ｅ間の溶融金属の殆どが、スクイズロー
ルSRにより圧下されて外側に排出された状態下
で行われることになる。 斯様にしてオープンパイプOPは、管Ｐに成形
されていくのである。 第３図は上記の如き装置において、オープンパ
イプOPを静止させて加熱した場合の側端部近傍
の外表面部の温度分布を表したものであり、横軸
にオープンパイプの管軸方向位置を、また縦軸に
加熱後５秒経過した後の温度をとつている。ここ
で、Ａ曲線（図中細線で示す曲線）は従来行われ
ていた接合点からインピーダIPの先端までの離
隔寸法ｌが零の場合の温度分布であり、Ｂ曲線
（図中太線で示す曲線）は本発明に係るｌ≧Ｄ（＝
34mm）を最小限に充たすｌ＝34mmの場合の温度分
布である。図において、オープンパイプOPの両
側端部Ｅ，Ｅの近傍の外表面部の温度が高い程、
加熱用として配したコイルＷに通電した高周波電
流によるその外表面部の磁界が強いことを意味
し、従つて、誘起される電流及び電流密度も大き
いことを意味する。このことより、図において電
流密度が小さい程、その部分に作用する電磁力は
小さく、また該電磁力による溶融金属の排出もま
た小さいと考えることができる。図より明らかな
ように本発明に係るｌ＝34mmの場合にあつては、
接合点における温度が低く、従つて電磁力による
溶融金属の排出が小さいのに対して、ｌ＝０mmす
なわちインピーダIPをその先端が接合点に一致
するように位置させて配した場合は接合点におけ
る温度が高く、従つて電磁力による溶融金属の排
出が大きいと言える。 第１表は、被接合材、製管速度、レーザ出力、
高周波出力、インピーダ位置(l)を種々変えた場合
の溶接欠陥の発生状況の測定結果を示している。
なお、測定に用いたレーザはマルチモードの炭酸
ガスレーザである。比較例No.１〜５はコイルＷに
て融点近傍まで予熱した後、エネルギービームを
投射した場合であり、ｌ＜Ｄである。これらの場
合は、溶接欠陥は充分には抑止されていない。比
較例No.６は高周波出力を高め、接合点以前で溶融
させた場合であり、溶鋼変動に起因すると考えら
れる欠陥が発生している。比較例No.７〜９はエネ
ルギービームを併用しない電縫溶接の場合であ
り、ｌ＝Ｄの比較例No.７では全長に亘たり冷接欠
陥（表中×印で示す）が現れており、ｌ＝０の比
較例No.８及び９では、比較的多数のペネトレータ
が発生している。 これに対して本発明の実施例である実施例No.１
〜５にあつては、溶接欠陥が完全に抑止されてい
る。 なお、実施例No.４及び５、比較例No.９では溶融
金属の酸化防止を図るために窒素ガスによるシー
ルドを行つた。
【表】
上記の如く本発明に係る電縫管製造方法におい
ては、インピーダをその下流側端部が接合点から
オープンパイプの外径Ｄ以上の距離ｌだけ上流に
位置するように配したので、従来問題とされてい
た微小欠陥の発生を充分に抑止することができる
等、本発明は優れた効果を奏する。
ては、インピーダをその下流側端部が接合点から
オープンパイプの外径Ｄ以上の距離ｌだけ上流に
位置するように配したので、従来問題とされてい
た微小欠陥の発生を充分に抑止することができる
等、本発明は優れた効果を奏する。
第１図は本発明方法を示す模式図、第２図はオ
ープンパイプOPの模式図、第３図は温度分布図
である。 OP…オープンパイプ、FR…フインパスロー
ル、SR…スクイズロール、Ｅ…側端部、Ｗ…コ
イル、IP…インピーダ、O1…接合点、O2…溶接
点、O3…圧下点。
ープンパイプOPの模式図、第３図は温度分布図
である。 OP…オープンパイプ、FR…フインパスロー
ル、SR…スクイズロール、Ｅ…側端部、Ｗ…コ
イル、IP…インピーダ、O1…接合点、O2…溶接
点、O3…圧下点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 移送されるオープンパイプの相対向する両側
端部を、高周波電流にて加熱し、続いてエネルギ
ービームにてさらに加熱するエネルギービーム併
用電縫管の製造方法において、 インピーダをそのオープンパイプ移送方向下流
側端部が前記両側端部が接合する接合点から前記
オープンパイプの外径Ｄ以上の距離ｌだけオープ
ンパイプ移送方向上流側に位置するように前記オ
ープンパイプの移送方向に向けて配し、前記オー
プンパイプを接合することを特徴とするエネルギ
ービーム併用電縫管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63141187A JPH01309792A (ja) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | エネルギービーム併用電縫管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63141187A JPH01309792A (ja) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | エネルギービーム併用電縫管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01309792A JPH01309792A (ja) | 1989-12-14 |
| JPH0585275B2 true JPH0585275B2 (ja) | 1993-12-06 |
Family
ID=15286184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63141187A Granted JPH01309792A (ja) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | エネルギービーム併用電縫管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01309792A (ja) |
-
1988
- 1988-06-07 JP JP63141187A patent/JPH01309792A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01309792A (ja) | 1989-12-14 |
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